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_单弯双稳_钻具组合的受力分析与现场应用单弯双稳钻具组合是一种常用于石油钻井作业的组合钻具。
它由单弯段和双稳段组成，用于在井口处对井筒进行弯曲和稳定，以便进行钻探作业。
本文将对这种钻具组合的受力分析和现场应用进行详细介绍。
首先，我们来看单弯段的受力分析。
单弯段一般由弯曲下压能力较强的非磁性材料制成，主要用于井口处弯曲井筒。
在实际应用中，单弯段所承受的载荷主要有弯曲力和下压力。
弯曲力是由于钻具在井口处的弯曲而产生的，它会对单弯段产生一个向外的弯曲力矩。
下压力是由于地层压力和钻具自身重量而产生的，它会对单弯段产生一个向下的压力。
在设计单弯段时，需要考虑到井深、井温、井压等因素，以确定单弯段的尺寸和材料。
接下来，我们来看双稳段的受力分析。
双稳段是用于对井筒进行稳定的部分，一般由磁性材料制成。
它主要承受来自井壁的挤压力和来自钻具的牵引力。
挤压力是指井壁对双稳段的挤压作用，它会产生一个向内的压力，对双稳段产生挤压力矩。
牵引力是指钻具对双稳段的拉力作用，它会对双稳段产生一个向外的拉力矩。
在设计双稳段时，需要考虑到井壁的稳定性、双稳段与井壁之间的摩擦系数等因素，以确定双稳段的尺寸和材料。
在现场应用中，单弯双稳钻具组合主要用于井口处的钻井作业。
它能够在井口处对井筒进行弯曲和稳定，以适应不同的钻探需求。
它的优点是能够提高钻井的安全性和效率，减少事故的发生和工作的时间。
在实际应用中，需要根据井深、井温、井压等因素进行合理的设计和选择。
同时，在使用过程中需要进行定期的检查和维护，以确保其正常运行。
总之，单弯双稳钻具组合是一种常用于石油钻井作业的组合钻具。
通过对其受力分析和现场应用的介绍，我们可以了解到它的工作原理和重要性。
在实际应用中，需要根据具体情况进行设计和选择，并进行定期的检查和维护，以确保其安全、高效地运行。
钻井工具一、钻头：钻头是破碎岩石的主要工具。
钻头的质量，钻头与岩性，以及与钻头工艺是否适应，直接影响钻井速度，钻井质量和钻井成本。
目前，石油钻井中使用的钻头分为刮刀钻头，牙轮钻头和金刚石钻头。
1、刮刀钻头：刮刀钻头是旋转钻井中最早使用的一种钻头，其特点是结构简单，制造方便，适用于较软底层，机械钻速和钻头进尺较高，不适用于硬地层或软硬较错地层。
2，牙轮钻头；是使用最广泛的一种钻头。
牙轮钻头工作时切削齿交替接触井底，破岩扭矩小，切削齿与井底接触面积小，比压高，易吃入地层，工作刃总长度大，因而，减小了麽损。
牙轮钻头能适应从软到硬的多种地层。
牙轮钻头按牙轮的数量可分为单牙轮钻头，双牙轮钻头，三牙轮和四牙轮钻头。
3、金刚石钻头：是用金刚石材料作为切削刃的钻头。
金刚石钻头由刚体，胎体，水利结构（包括水眼或喷嘴，水槽亦称流道，排屑槽），保径，切削刃（齿）5部分组成。
金钻头按其形状可分为，双锥阶梯形，双锥形，B形，带泼纹B 形。
金刚石钻头是体形钻头，它没有牙轮钻头那样的活动部件，也没有结构薄弱环节，因而，它可以使用高的转速，适用于和高转速的井下动力钻具的一起使用，取得高的效益。
金刚石钻头结构设计，制造比较灵活，生产设备简单，因而，能满足非标准的异型尺寸井眼的钻井需要。
金刚石钻头使用正确时，耐麽且寿命长，适用于深井及研麽性地层使用。
金刚石钻头价格较高。
聚晶金刚石复合片（PDC）钻头：PDC钻头实际上就是微型切削片刮刀钻头。
因而，PDC 钻头的工作原理与刮刀钻头基本相同。
钻头在软到中硬地层以剪切方式破碎岩石，采用较小的钻压就能获得较高的机械钻速。
由于聚晶金刚石层极簿（1㎜左右），极硬，且比碳化钨衬底的耐麽性高100倍以上。
因此，在切削岩石过程中刃口能保持自锐。
锐利的刃口切入地层后，沿扭矩作用方向移动。
剪切岩石，充分利用了岩石剪切强度低的特点，适用于低钻压，高转速。
二、钻柱：钻柱是钻头以上，水龙头以下部分的刚管柱的总称，包括方钻杆，钻杆，钻铤，各种接头，稳定器，减震器，震击器等井下工具。
硬地层取心规范硬地层取心工具包括Y-8120（常规）、Ym-8115(硬密闭)、Yb-8100（硬保形）、Y-670（6"小井眼）、D-8120（定向井取心）五种类型，主要适合于东营组（2000m以下）、沙河街组、古潜山以下中硬到硬地层的取心作业。
一、推荐取心常用钻具组合的选择φ311.1mm井眼8-15/32"CORE-BIT+7"CORE-BARREL ASSEMBL Y +X/O(411×630)+8"DC1+12"STB+8"DC8+8"(F/J+JAR) +X/O +5"HWDP14φ215.9mm井眼8-15/32"CORE-BIT+7"CORE-BARREL ASSEMBL Y + 6-1/2"DC1 + 8-3/8"STB + 6-1/2"DC8+6-1/2"（F/J+JAR）+5"HWDP4+X/O+5-1/2"DPφ152.4mm井眼（Y-670工具）6" CORE-BIT +4 3/4" CORE-BARREL ASSEMBL Y +4-3/4"DC9+ 4- 3/4"(F/J+JAR)+ X/O + 3 1/2"HWDP具体组合应根据现场井下实际工况由平台领导、钻井监督、泥浆监督、地质监督、取心服务人员共同协商确定。
二、作业参数推荐：Y-8120、Yb-8100、Ym-8115、D-8100取心工具作业参数如下：取心工程师有义务和权利根据实钻情况对上述参数进行合理的变更与调整。
三、施工流程图工具组装——井口检查——下钻——循环清洁井底（初探井底）——投球——造心——取心钻进——割心——起钻——出心——岩心丈量分析——工具维修保养四、施工作业规程1、井身质量符合设计要求，取心前要通井，起下钻遇阻、遇卡井段必须处理正常。
常用打捞工具规范及使用方法打捞工具是用以打捞井下落物和处理井下事故的专用工具。
常用的打捞工具有公锥、母锥、打捞筒、打捞矛、打捞篮、磁铁打捞器、磨鞋、安全接头等，本章着重介绍常用打捞工具的种类、规格、结构、工作原理、常用规范、民技术参数、现场检查、操作使用方法及注意事项等。
第一节铅模一、作用铅模是在打捞作业中用来打印落鱼形状和了解鱼顶偏离井眼中心的情况用的。
二、规范规范毫米(英寸) 接头铅印水眼d铅印直径D1全长L铅印长l 备注扣型直径D121 (4-3/4") 230 95 20 100 390 120四川设计146(5-3/4")330 108 20 120 390 120196.8(7-3/4")410 146 30 170 390 120215.9(8-1/2")410 146 30 195 390 120247.6(9-3/4")41O 146 40 225 390 120298.4(11-3/4")630 203 40 270 390 120三、使用1、铅印直径比套管内径小4.8毫米即可。
2、打印时按0.193－0.386千牛/毫米（0.5－1吨/英寸）加压。
只可一次加压打印，不得两次打印，以免难以分析。
3、由于铅很软，应在运输或存放过程中注意避免碰撞。
第二节公锥一、公锥的作用公锥是内打捞工具是内捞工具，用来打捞钻铤、接头和钻杆加厚部位。
常用尺寸为3-1/2"和4-1/2"，多为国产，技术规格参见附带说明。
第三节母锥一、母锥的作用母锥是外捞工具母锥是外捞工具，用来打捞钻杆本体。
用爆炸松扣方法配合倒扣时，可用它来打捞钻杆接头或钻铤。
第四节卡瓦打捞筒一、种类Bowen150系列卡瓦打捞筒分为高强度型与小井眼型两类，按内装打捞配件的不同分为螺旋卡瓦打捞筒与篮式卡瓦打捞筒两种。
落鱼直径接近最大打捞尺寸时选用螺旋卡瓦和A型盘根。
Φ″×°′ 常用接头尺寸
钻具结构
DX 定向钻具
钻具代号
钻头-BIT 钻铤-DC 钻杆-DP 无磁-NM 纳维-
NV 代纳-DN
螺旋扶正器-SST 短钻铤-SDC 加重钻杆-HWDP
1英寸=25.4㎜ 1英尺=0.3048m=12英尺=96分=1000英丝
1Mpa=145PSI 1ppg=0.1198g/㎝3 1gpm=0.0631L/S
1磅=0.454公斤 1升=0.264加仑 1psi=0.69kpa=1磅/英寸2 大庆130钻机转盘转速70(Ⅰ)120(Ⅱ)200(Ⅲ)
附录B：钻具扣型一览表
注意事项：
1、所有4-3/4"的钻具的扣型都一样，为3-1/2"IF (311*310)---NC38。
2、如果DWD施工，用7"无磁钻铤，则悬挂短节和无磁钻铤之间不需要配合接头。
3、如果DWD施工，用6-1/4"无磁钻铤，则悬挂短节和无磁钻铤之间需要扣型为410*4A11的无磁配合接头。
4、使用浮阀，浮阀的扣型应根据实际钻具组合来配置，有时需要转换接头。
5、SDI与6-1/4"的无磁钻铤一起使用，下面不需要配合接头，上面需要一个410*521的配合接头。
6、SDI与7 "的无磁钻铤一起使用，下面配4A10*411的接头，上面配
410*521的接头。
钻具组合一、钻柱组合1、钻具组合(钻具配合)：指组成一口井钻柱的各钻井工具的选择和连接。
2、下部钻具组合：指最下部一段钻柱的组成。
3、钻柱：是指自水龙头以下钻头以上钻具管串的总称。
由方钻杆、钻杆、钻铤、接头、扶正器等钻具所组成。
4、倒换钻具：下钻时，改变部分立根原先的下入顺序，以改变钻具的受力情况。
5、井下三器：指扶正器、减振器和震击器。
6、钻柱中和点：钻柱的总重量减去给钻头加压所用的那部分钻柱的重量，而形成一个即不受拉又不受压的位置，就叫钻柱的中和点。
二、主要钻具组合类型钻柱是联通地面与井下的枢纽。
不同的钻柱结构及在井下的受力状态，决定了钻头所受钻压的大小和方向。
如定向钻进或井斜较大时，钻头所受实际钻压比钻压表显示的数据要小，若钻柱组合中带有扶正器，实际钻压更小。
同时，由于扶正器与井壁的磨擦作用，使得钻头工作平稳性增强，有利于钻头的使用。
①(刚性)满眼钻具：由外径接近于钻头直径的多个稳定器和大尺寸钻铤组成的下部钻具组合。
用于防斜稳斜。
②塔式钻具：由直径不同的几种钻铤组成的上小下大的下部钻具组合。
用于防止井斜。
③钟摆钻具：在已斜井眼中，钻头以上，切点以下的一段钻铤犹如一个“钟摆”，钻头在这段钻铤的重力的横向分力——即钟摆力作用下，靠向并切削下侧井壁，从而起到减小井斜角的作用。
运用这个原理组合的下部钻具组合称钟摆钻具。
用于防斜和纠斜。
三、增、降、稳斜钻具组合1、降斜组合:类型L1 L2 强降斜组合9-27 /弱降斜组合0.8 18-272、增斜组合：类型L1 L2 L3 强增斜组合 1.0-1.8 / /中增斜组合 1.0-1.8 18-27 /弱增斜组合 1.0-1.8 9-18 93、稳斜组合:类型L1 L2 L3 L4 L5强稳斜组合0.8-1.2 4.5-6.0 9 9 9中稳斜组合 1.0-1.8 3-6 9-18 9-27 /弱稳斜组合 1.0-1.8 4.5 9 / /稳定器在钻具组合中的安放位置不同，钻具组合所表现的性质就不同，一般地将，近钻头稳定器离钻头越近，钻头的增斜力就越大，反之钻头的增斜力则越小。
对于用两只以上稳定器的钻具组合来讲，一号稳定器和二号稳定器之间的距离在有效范围内越大，钻头的增斜力越大，反之钻头的增斜力越小。
四、满眼钻具组合1、满眼钻具组合控制井斜的原理是什么？能减小井斜角吗？产生井斜的原因归结有三：1钻头对井底的不对称切削；2钻头轴线相对于井眼轴线发生倾斜；3钻头上侧向力导致对井底的侧向切削。
满眼钻具组合就是为克服上述三个原因而设计出来的。
在已发生井斜的井内使用满眼钻具组合并不能减小井斜角，只能做到使井斜的变化很小或是不变化。
所以满眼钻具组合的主要功能是控制井眼曲率，而不能控制井斜角的大小。
2、满眼钻具组合的使用要注意以下问题：①在已经发生井斜的井内使用满眼钻具并不能减小井斜角，只能做到使井斜角的变化（增斜或降斜）很小或不变化。
所以满眼钻具组合的主要功能是控制井眼曲率，而不能控制井斜角的大小。
②使用满眼钻具组合的关键在于一个“满”字，即扶正器与井眼的间隙对满眼钻具组合的性能影响非常显著。
在使用中应使间隙尽可能小。
设计间隙一般为Δd=dh-ds=0.8～1.6mm。
在使用中，因扶正器的磨损，间隙将增大。
当间隙Δd达到或超过两倍的设计值时，应及时更换或修复扶正器。
③保持“满”的另一个关键在于井径不得扩大。
这要求有好的钻井液护壁技术。
但即使钻井液护壁技术不好，井径的扩大总要经过一定的时间才会发生。
只要抢在井径扩大以前钻出新的井眼，则仍可保持“满”的效果。
这就要求加快钻速。
我国现场技术人员将此概念总结为“以快保满，以满保直”。
④在钻进软硬交错，或倾角较大的地层时，要注意适当减小钻压，并要勤划眼，以便消除可能出现的“狗腿”。
3、、使用满眼扶正器（稳定器）的下部结构带来的“满眼”问题：①下钻易发生遇阻，螺旋稳定器还会在小井眼段造成钻柱的“旋转”。
不严重的阻卡往往可以通过有控制的“下砸”和“提放”通过。
②起钻易带来抽吸（拔活塞）问题：由于“满眼”，在易吸水膨胀井段起钻拔活塞，胜利油田曾发生在斜井中拔活塞引起的气层井喷失控，教训是惨痛的。
正因为这样，要求斜井泥浆抑制性要好，井壁泥饼要薄，操作中要十分小心拔活塞的发生，并正确处理。
③弯曲井眼对钻具刚度变化的敏感问题：已钻过的弯曲井眼曲率是一定的。
当钻具组合同轨迹控制需要刚性变大时（增加扶正器只数和缩短扶正器同隔），易遇阻遇卡，下钻要专利格外小心，划眼是必要的。
特别值得提醒的是，定向或调整完方位后，先用较“软”的转盘钻具组合通井，十分必要。
五、钟摆钻具组合1、钟摆钻具组合控制井斜的原理是什么？为什么使用它钻速很慢？当钟摆摆过一定的角度时，在钟摆上会产生一个向回摆的力。
如果在钻柱的下部适当位置加一个扶正器，该扶正器支撑在井壁上，使下部钻柱悬空，则该扶正器以下的钻柱就好像一个钟摆，也要产生一个钟摆力。
此钟摆力的作用是使钻头切削井壁的下侧，从而使新钻的井眼不断降斜。
钟摆钻具组合的性能对钻压特别敏感。
钻压加大，则增斜力增大，钟摆力减小。
钻压再增大，还会将扶正器以下的钻柱压弯，甚至出现新的接触点，从而完全失去钟摆组合的作用。
所以钟摆钻具组合在使用中必须严格控制钻压。
在井未斜或井斜很小时，要想防斜必须减小钻压进行“吊打”，所以钻速很慢。
2、钟摆钻具组合的使用①钟摆钻具组合的钟摆力随井斜角的大小而变化。
井斜角大则钟摆力大，井斜角等于零，则钟摆力也等于零。
所以，钟摆钻具组合多数用于对井斜角已经较大的井进行纠斜。
②钟摆钻具组合的性能对钻压特别敏感。
钻压加大，则增斜力增大，钟摆力减小。
钻压再增大，还会将扶正器以下的钻柱压弯，甚至出现新的接触点，从而完全失去钟摆组合的作用。
所以钟摆钻具组合在使用中必须严格控制钻压。
③在井尚未斜或井斜角很小时，要想继续钻进而保持不斜，只能减小钻压进行“吊打”。
由于“吊打”钻速很慢，所以这时多使用满眼钻具组合，仅在对轨迹要求特别严的直井（段）中，才使用钟摆钻具组合进行“吊打”。
④扶正器与井眼间的间隙对钟摆钻具组合性能的影响特别明显，当扶正器直径因磨损而减小时应及时更换或修复。
⑤使用多扶正器的钟摆钻具组合，需要进行较复杂的设计和计算。
六、提高底部钻具组合刚度的方法①增加稳定器数量；②缩短稳定器之间的距离；③使用大重度和高抗弯刚度的钻铤七、定向井常用钻具组合1、弯接头带动力钻具——造斜钻具目前，最常用的造斜钻具组合是采用弯接头和井下动力钻具组合进行定向造斜或扭方位施工。
这种造斜钻具组合是利用弯接头使下部钻具产生一个弹性力矩，迫使井下动力钻具（螺杆钻具或涡轮）驱动钻头侧向切削，使钻出的新井眼偏离原井眼轴线，达到定向造斜或扭方位的目的。
造斜钻具的造斜能力与弯接头的弯曲角和弯接头上边的钻铤刚性大小有关。
弯接头的弯曲角越大，弯接头上边的钻铤刚性越强则造斜钻具的造斜能力也越强，造斜率也越高。
弯接头的弯曲角应根据井眼大小，井下动力钻具的规格和要求的造斜率的大小选择。
现场常用弯接头的角度为1°～2.5°。
造斜钻具组合使用的井下动力钻具型号应根据造斜井段或扭方位井段的井深选择。
使用井段在1000m以内，一般采用涡轮钻具或螺杆钻具，深层定向造斜或扭方位应使用耐高温的井下马达。
造斜钻具组合、钻井参数设计和钻头水眼应根据厂家推荐的钻井参数设计。
由于井下动力钻具的转速高，要求的钻压小（一般3～8t），因此，使用的钻头不宜采用密封轴承钻头，尤其是在浅层，可钻性好的软地层应使用铣齿滚动轴承钻头或合适的复合片PDC钻头。
2、增斜钻具增斜钻具组合一般采用双稳定器钻具组合。
增斜钻具是利用杠杆原理设计的。
它有一个近钻头足尺寸稳定器作为支点，第二个稳定器与近钻头稳定器之间的距离应根据两稳定器之间钻铤的刚性（尺寸）大小和要求的增斜率大小确定。
一般20～30m。
两稳定器之间的钻铤在钻压作用下，产生向下的弯曲变形，使钻头产生斜向力，井斜角随着井眼的加深而增大。
增斜钻具组合应用的钻井参数应根据下部钻具的规格，两稳定器之间的距离和要求的增斜率进行设计。
微增斜钻具组合在井下的受力情况和增斜钻具相同。
主要是通过减小近钻头稳定器与2号稳定器的距离或减小近钻头稳定器的外径尺寸（磨损的稳定器），减小钻具的造斜能力。
微增斜钻具用于钻进悬链线剖面，二次剖物线剖面等要求低增斜率的井段。
也可用于因地面因素使稳斜钻具达不到稳斜效果，故呈现降斜趋势的井段。
采用合适的微增斜钻具可以收到理想的稳斜效果。
3、稳斜钻具稳斜钻具组合是采用刚性满眼钻具结构，通过增大下部钻具组合的刚性，控制下部钻具在钻压作用下的弯曲变形，达到稳定井斜和方位的效果。
常用的稳斜钻具组合是：钻头十近钻头稳定器十短钻铤（2－3m）十稳定器十单根钻铤（9～10m）＋稳定器子钻键＋钻杆。
因地层因素影响方位漂移严重的地层，可以在钻头上串联两个稳定器，对于稳定方位和井斜都可收到较好效果。
4、降斜钻具降斜钻具一般采用钟摆钻具组合，利用钻具自身重力产生的钟摆力实现降斜目的。
根据设计剖面要求的降斜率和井斜角的大小，设计钻头与稳定器之间的距离，便可改变下部钻具钟摆力的大小；降斜井段的钻井参数设计，应根据井眼尺寸限定钻压，以保证降斜效果，使降斜率符合剖面要求。
5、倒装钻具在打定向井时考虑到钻铤等刚性强的钻具不宜进入斜井段，通常会把钻铤或加重钻具放在直井段，把部分钻杆放在钻铤或加重钻杆下面，称其为倒装钻具。
倒装钻具，一般情况下用于水平井钻井作业中，主要起到施加钻压的目的。
